專利名稱：高透光的大功率發(fā)光二極管用封裝膠的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高透光的大功率發(fā)光二極管用封裝膠的制備方法，屬光電器件特種封裝 膠或粘結(jié)劑技術領域。
背景技術：
發(fā)光二極管(LED)要取代白熾燈和日光燈作為照明光源，首先要滿足一定亮度的要求。 高亮度白光發(fā)光二極管的研制成功，使半導體照明部分地取代白熾燈和日光燈已經(jīng)成為現(xiàn)實。 LED的封裝以前普遍釆用環(huán)氧樹脂，但隨著LED功率的增大，環(huán)氧樹脂的缺點逐漸暴露出來， 主要表現(xiàn)為吸濕性、易老化、耐熱性差、高溫和短波輻射下易變色、易開裂等，影響了 LED 器件的壽命。因此，在大功率LED的封裝中必須尋求其他的替代封裝材料。其中有機硅材料 是最受關注的一種。有機硅材料具有較高的耐熱性、工作溫度寬(-50 30(TC)、耐候性、 耐酸堿性、耐紫外線輻射，同時也具有很好的電絕緣性和密封性。所以，在大功率LED的封 裝中環(huán)氧樹脂已逐漸被有機硅所取代。現(xiàn)有的有機硅封裝膠雖有其優(yōu)點，但也存在一些缺陷， 比如其導熱率較低，折光率不如環(huán)氧樹脂高。為了彌補這些缺陷，可以在有機硅基體中填入 具有較高導熱率和折光率的填料。
目前多采用在聚合物基體中填充金屬氧化物(氧化鎂、氧化鋁)和金屬氮化物(氮化鋁、 氮化硼)來改進聚合物封裝材料的導熱性，但隨著導熱填料的加入產(chǎn)生的問題是導熱填料在 聚合物基體中分散性差，導致聚合物基復合材料透光性能下降非常大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適合于高透光大功率發(fā)光二極管用的封裝膠的制備方法，本發(fā) 明的又一目的是提供一種具有高透光性和高導熱性的封裝膠的制備方法。
本發(fā)明一種高透光的大功率發(fā)光二極管用封裝膠的制備方法，其特征在于具有以下的過 程和步驟.-
a、納米氧化鋅的改性首先將納米氧化鋅分散于乙醇中，兩者用量的質(zhì)量比為0.3 1 : 100;超聲分散，得到均勻的分散液；然后將偶聯(lián)劑Y- (4-疊氮-2，3,5，6-四氟苯甲酰亞胺) 基丙基三甲氧基硅烷加入于分散液中，偶聯(lián)劑和納米氧化鋅的質(zhì)量配比為1 : 9 10;同時 加入適量pH調(diào)節(jié)劑氨水，使反應溶液的pH值為9 10;反應后得到改性納米氧化鋅-乙醇懸 浮液，隨后將所述懸浮液進行過濾，并離心分離濾液后得到改性的納米氧化鋅；將所述的改 性納米氧化鋅超聲分散于二氯甲垸中成為懸浮液，使改性納米氧化鋅的質(zhì)量濃度為8 12 mg/mL，待用；b、 改性納米氧化鋅在有機硅氧垸上的接枝將上述的改性納米氧化鋅-二氯甲垸懸浮液
與一定量的有機硅氧烷樹脂混合均勻；納米氧化鋅與有機硅氧烷樹脂的質(zhì)量配比為0.25 1.0 : 100;接枝反應溫度為130 170°C，反應時間為30 60 min;
c、 納米氧化鋅/有機聚硅氧烷聚合物的固化將上述反應后的有機硅樹脂基體中加入一 定量的交聯(lián)劑正硅酸乙酯和催化劑二月桂酸二丁基錫；所述交聯(lián)劑正硅酸乙酯與有機硅樹脂 的質(zhì)量配比為5 : 100;所述催化劑二月桂酸二丁基錫與有機硅樹脂的質(zhì)量配比為0.5 : 100; 混合均勻后將有機硅樹脂澆入模具中固化，制得有機硅封裝膠。
所述的有機硅氧烷樹脂為a， co-二羥基聚二甲基硅氧垸，或a, "-二羥基聚二甲基二苯 硅氧烷中的任一種。
本發(fā)明的特點和優(yōu)點如下所述
本發(fā)明采用接枝反應在有機硅基體中均勻分散納米氧化鋅粒子形成均相體系，以改善納 米粒子在有機硅基體中的分散狀況，通過形成納米氧化鋅/有機硅均相體系來提高目前導熱有 機硅封裝膠較低的透光性能，同時實現(xiàn)導熱有機硅膠折光率的可調(diào)控性。本發(fā)明利用接枝反 應在有機硅基體中均勻分散納米氧化鋅粒子來改進有機硅封裝膠的性能。首先，經(jīng)過偶聯(lián)劑 表面改性處理后的納米氧化鋅表面結(jié)合了一層有機物，使得納米氧化鋅與有機硅膠具有更好 的相容性；其次，偶聯(lián)劑在紫外光輻射或者加熱的條件下與有機硅反應并接枝在有機硅鏈上， 使納米氧化鋅接枝在有機硅側(cè)鏈上，與有機硅基體形成納米氧化鋅/有機硅均相體系。這有利 于納米氧化鋅在有機硅膠基體中的分散，可以提高有機硅膠填充體系的透光性能，同時，通 過改變納米氧化鋅用量可以在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)有機硅膠折光率的調(diào)控。本發(fā)明采用接枝反應 在有機硅基體中均勻分散納米氧化鋅粒子來改進導熱有機硅封裝膠性能，克服了納米氧化鋅 直接填充有機硅基體雖能改善封裝材料的導熱性，但納米粒子分散性差且封裝膠透明性較低 的缺點，解決了普通填料填充法改進封裝材料導熱性時會降低封裝膠透光性的問題。本發(fā)明 采用的有機硅固化溫度較低，在25。C 10(TC之間，并且設備較簡單，成本較低，操作條件 易控制。本發(fā)明的原理與工藝不同于納米氧化鋅直接填充有機硅膠的方法。
本發(fā)明中所用的有機硅氧垸樹脂，其結(jié)構(gòu)式要求如下
<formula>formula see original document page 4</formula>
其中R、 R2、 R3、 R4四個側(cè)基中至少有一個側(cè)基含有C-H或者C《或者N-H中的一種或 二種。
具體實施方式
實施例1
(1) 、納米氧化鋅的改性 將100mg納米氧化鋅分散于10g無水乙醇中，超聲分散30min，得到分散液，將10 mg
偶聯(lián)劑Y- (4-疊氮-2,3,5,6-四氟苯甲酰亞胺)基丙基三甲氧基硅烷和4 mL氨水加入分散 液中，常溫下攪拌8h,之后80'C下回流lh，反應后得到改性納米氧化鋅-乙醇懸浮液，將 改性納米氧化鋅-乙醇懸浮液過濾并離心濾液后得到改性的納米氧化鋅，將改性納米氧化鋅超 聲分散于二氯甲烷中，得到改性納米氧化鋅-二氯甲烷懸浮液，改性納米氧化鋅的質(zhì)量濃度為 10 mg/mLo
(2) 、改性納米氧化鋅在有機硅氧垸上的接枝 取改性納米氧化鋅-二氯甲烷懸浮液0.125 mL，加入0.5 g a, "-二羥基聚二甲基硅氧
烷中，將二者充分攪拌混合并揮發(fā)掉二氯甲烷后150。C反應1 h。
(3) 、納米氧化鋅/有機聚硅氧烷聚合物的固化 向反應后的有機硅基體中加入固化劑正硅酸乙酯25 mg，催化劑二月桂酸二丁基錫2.5
mg，混合均勻后將樣品澆入模具中室溫固化。
本實施例制備的導熱有機硅封裝膠含納米氧化鋅的質(zhì)量分數(shù)為0.25%,本實施例制備的 導熱有機硅封裝膠在可見光區(qū)透光率與不通過接枝反應填充的導熱有機硅封裝膠相比，從 61.5%提高到了 86.3%，提高了24.8%，其折光率與不填充納米氧化鋅的有機硅透鏡膠相比從 1. 4074提高到了 1. 4093，提高了 0. 14 %。
實施例2
(1) 、納米氧化鋅的改性
將30 mg納米氧化鋅分散于10 g無水乙醇中，超聲分散30 rnin，得到分散液，將3 mg 偶聯(lián)劑Y- (4-疊氮-2，3,5，6-四氟苯甲酰亞胺)基丙基三甲氧基硅烷和4mL氨水加入分散液 中，常溫下攪拌8h，之后80'C下回流1 h，反應后得到改性納米氧化鋅-乙醇懸浮液，將改 性納米氧化鋅-乙醇懸浮液過濾并離心濾液后得到改性的納米氧化鋅，將改性納米氧化鋅超聲 分散于二氯甲烷中，得到改性納米氧化鋅-二氯甲烷懸浮液，改性納米氧化鋅的質(zhì)量濃度為 10 mg/mL。
(2) 、改性納米氧化鋅在有機硅氧烷上的接枝 取改性納米氧化鋅-二氯甲垸懸浮液0. 25 mL，加入0. 5 g a ， 二羥基聚二甲基硅氧烷
中，將二者充分攪拌混合并揮發(fā)掉二氯甲垸后150'C反應1 h。(3)、納米氧化鋅/有機聚硅氧烷聚合物的固化
向反應后的有機硅基體中加入固化劑正硅酸乙酯25 mg,催化劑二月桂酸二丁基錫2. 5mg， 混合均勻后將樣品澆入模具中室溫固化。
本實施例制備的導熱有機硅封裝膠含納米氧化鋅的質(zhì)量分數(shù)為0. 5%，本實施例制備的導 熱有機硅封裝膠在可見光區(qū)透光率與不通過接枝反應填充的導熱有機硅封裝膠相比，從30.0% 提高到了 45. 8%，提高了 15. 8%，其折光率與不填充納米氧化鋅的有機硅透鏡膠相比，從1. 4074 提高到了 1. 4098，提高了 0, 17 %。
實施例3 (1)、納米氧化鋅的改性
將100mg納米氧化鋅分散于10g無水乙醇中，超聲分散30min，得到分散液，將10 mg 偶聯(lián)劑Y- (4-疊氮-2,3,5，6-四氟苯甲酰亞胺)基丙基三甲氧基硅烷和4 mL氨水加入分散 液中，常溫下攪拌8h，之后8(TC下回流lh，反應后得到改性納米氧化鋅-乙醇懸浮液，將 改性納米氧化鋅-乙醇懸浮液過濾并離心濾液后得到改性的納米氧化鋅，將改性納米氧化鋅超 聲分散于二氯甲烷中，得到改性納米氧化鋅-二氯甲垸懸浮液，改性納米氧化鋅的質(zhì)量濃度為 10 mg/mL。
(2) 、改性納米氧化鋅在有機硅氧垸上的接枝
取改性納米氧化鋅-二氯甲烷懸浮液0. 5 mL，加入0. 5g a , "-二羥基聚二甲基硅氧垸中， 將二者充分攪拌混合并揮發(fā)掉二氯甲垸后15(TC反應1 h。
(3) 、納米氧化鋅/有機聚硅氧烷聚合物的固化 向反應后的有機硅基體中加入固化劑正硅酸乙酯25 mg，催化劑二月桂酸二丁基錫2.5
mg，混合均勻后將樣品澆入模具中室溫固化。
本實施例制備的導熱有機硅封裝膠含納米氧化鋅的質(zhì)量分數(shù)為1%，本實施例制備的導熱 有機硅封裝膠在可見光區(qū)透光率與不通過接枝反應填充的導熱有機硅封裝膠相比，從7. 4%提 高到了 19.8%，提高了 12.4%，其折光率與不填充納米氧化鋅的有機硅透鏡膠相比，從1.4074 提高到了 1. 4106，提高了 0. 24 %。
本發(fā)明的封裝膠可以大幅度提高大功率發(fā)光二極管的透光性能，為大功率發(fā)光二極管成為照 明光源提供良好條件。
權(quán)利要求
1. 一種高透光的大功率發(fā)光二極管用封裝膠的制備方法，其特征在于具有以下的過程和步驟a、納米氧化鋅的改性首先將納米氧化鋅分散于乙醇中，兩者用量的質(zhì)量比為0.3～1∶100；超聲分散，得到均勻的分散液；然后將偶聯(lián)劑γ-(4-疊氮-2，3，5，6-四氟苯甲酰亞胺)基丙基三甲氧基硅烷和pH調(diào)節(jié)劑氨水加入于上述分散液中，偶聯(lián)劑和納米氧化鋅的質(zhì)量配比為1∶9～10；同時加入適量pH調(diào)節(jié)劑氨水，使反應溶液的pH值為9～10；反應后得到納米氧化鋅-乙醇懸浮液，隨后將所述懸浮液進行過濾，并離心分離濾液后得到改性的納米氧化鋅；將所述的改性納米氧化鋅超聲分散于二氯甲烷中，使改性的納米氧化鋅的質(zhì)量濃度為8～12mg/mL，待用；b、改性納米氧化鋅在有機硅氧烷上的接枝將上述的改性納米氧化鋅-二氯甲烷懸浮液與一定量的有機硅氧烷樹脂混合均勻；納米氧化鋅與有機硅氧烷樹脂的質(zhì)量配比為0.25～1.0∶100；接枝反應溫度為130～170℃，反應時間為30～60min；c、納米氧化鋅/有機聚硅氧烷聚合物的固化將上述反應后的有機硅樹脂基體中加入一定量的交聯(lián)劑正硅酸乙酯和催化劑二月桂酸二丁基錫；所述交聯(lián)劑正硅酸乙酯與有機硅樹脂的質(zhì)量配比為5∶100；所述催化劑二月桂酸二丁基錫與有機硅樹脂的質(zhì)量配比為0.5∶100；混合均勻后將有機硅樹脂澆入模具中固化，制得有機硅封裝膠。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種高透光的大功率發(fā)光二極管用封裝膠的制備方法，其特征在于所 述的有機硅氧烷樹脂為a，co-二羥基聚二甲基硅氧垸，或a,ffl-二羥基聚二甲基二苯硅氧烷中 的任一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高透光的大功率發(fā)光二極管用封裝膠的制備方法，屬光電器件特種封裝膠或粘結(jié)劑技術領域。本發(fā)明的工藝步驟主要包括有(1)納米氧化鋅的改性，采用偶聯(lián)劑，獲得改性納米氧化鋅；(2)改性的納米氧化鋅在有機硅氧烷樹脂上的接枝，納米氧化鋅與有機硅氧烷樹脂的質(zhì)量配比為0.25～1.0∶100；接枝反應溫度為130～170℃，反應時間為30～60分鐘；(3)納米氧化鋅/有機聚硅氧烷聚合物的固化，將上述反應后的有機硅樹脂基體中加入一定量的交聯(lián)劑正硅酸乙酯和催化劑二月桂酸二丁基錫，混合均勻后將有機硅樹脂澆入模具中固化，制得有機硅封裝膠。本發(fā)明方法制得的封裝膠具有較高的透光率和折光率，可提高大功率發(fā)光二極管的透光性能，為新的二極管照明光源創(chuàng)造了良好條件。
文檔編號H01L23/29GK101519576SQ20091004652
公開日2009年9月2日 申請日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者宋繼中, 張文飛, 裴昌龍, 諶小斑, 英 賀, 錢明君 申請人:上海大學